[發明專利]一種通過動態亞胺鍵交聯的多糖基水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 201711091226.7
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107964105A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 張其清;程翠;孟亞彬;章志鴻;李亞
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/24;C08L5/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,林捷

技術領域

本發明屬于生物材料改性領域，具體涉及一種通過動態亞胺鍵交聯的多糖基水凝膠的制備方法。

背景技術

亞胺鍵(-C=N-)是一種可逆動態化學鍵，通常也被稱為席夫堿鍵，制備亞胺鍵化合物的最普遍方法是將醛或酮與胺衍生物進行反應。亞胺鍵對于不同反應底物其平衡常數范圍很廣，如不同的氨基和醛基在不同環境下，包括在不同pH值、不同溶劑體系等條件下存在豐富的變化情況，從而使得所制備的水凝膠在宏觀上對外界環境具有多重響應的特征，并可在外力方向上產生自適性的調節。目前廣泛應用于生物醫用材料中的高分子如殼聚糖、聚賴氨酸、聚乙烯亞胺、葡聚糖、蛋白質及多肽等物質含有豐富的氨基，諸多生物相容性良好的天然高分子通過化學改性修飾上氨基與醛基也相對簡單。例如，羧甲基殼聚糖是一種水溶性的殼聚糖衍生物并且具有優良的生物相容性，無毒、無免疫原性，可生物降解，且降解產物能被生物體完全吸收。其中O取代的羧甲基殼聚糖既含有氨基又含有羧基，是一種兩性聚電解質。與殼聚糖相比，由于羧甲基的存在，破壞了殼聚糖分子的二次結構，使結晶度大大降低。最重要的是，羧甲基殼聚糖保留氨基基團基，因此易與富含醛基的化合物發生席夫堿反應形成動態亞胺鍵網狀交聯結構。

硫酸軟骨素也是一種廣泛存在于人與動物結締組織中的天然酸性黏多糖，它是構成關節軟骨的重要成分，具有多種重要生物活性如清除自由基，抑制脂質過氧化作用、抑制亞、油酸氧化等抗氧化作用。將硫酸軟骨素用高碘酸鈉氧化后可使其單體單元上的部分鄰二羥基變成醛基。因此，富含醛基的氧化硫酸軟骨素對氨基和酰肼具有極高的反應活性，可偶聯活性蛋白、多肽、富含氨基的聚合物等，進一步拓展了其在藥物傳遞和組織工程等方面的應用。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種通過動態亞胺鍵交聯的多糖基水凝膠的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種通過動態亞胺鍵交聯的多糖基水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

（1）醛基化硫酸軟骨素的制備：將硫酸軟骨素溶于雙蒸水中，加入高碘酸鈉，避光反應6 h使其氧化。反應完成后，加入乙二醇反應30 min，以終止氧化反應。然后將溶液轉移至透析袋（MWCO 2000）中，在室溫條件下透析3 d，每隔8 h換一次水，隨后冷凍干燥3 d，即得醛基化硫酸軟骨素。

其中，硫酸軟骨素與雙蒸水的質量比為：1:100，硫酸軟骨素的重復單元與高碘酸鈉的摩爾比為：1:2，乙二醇與高碘酸鈉的摩爾比為：1:1。

（2）多糖基水凝膠的制備：將100 mg/mL的醛基化硫酸軟骨素溶液與不同濃度的羧甲基殼聚糖溶液等體積混合。室溫條件下反應5-15 min即得濕態水凝膠。將所得的濕態水凝膠冷凍干燥3 d，得干態水凝膠。其中，醛基化硫酸軟骨素與羧甲基殼聚糖的質量比為：1: 0.10-0.30。

本發明的顯著優點在于：本發明所用原料為兩種天然多糖衍生物，原料簡單易得，生物相容性優異；水凝膠通過動態亞胺鍵交聯形成內部網絡體系，具有自愈合性質且對外界環境具有多重響應性；水凝膠成膠時間短，利于其體外注射后，在體內快速包載活性物質，形成貯庫，避免了活性物質的快速釋放。因此，所得水凝膠物理化學性質性能優異，交聯網絡孔徑為100.5-200.2 μm，可在藥物傳遞和組織工程等生物醫學領域廣泛應用。

附圖說明

圖1是水凝膠體系掃描電鏡圖（醛基化酸軟骨素與羧甲基殼聚糖的質量比為1:0.25）。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明做進一步說明，但本發明不僅僅限于這些實施例。

實施例1

1）取1.000 g 硫酸軟骨素于100 mL雙蒸水中，磁力攪拌充分溶解；

2）稱取0.932 g高碘酸鈉加入步驟1）得到的溶液中，避光攪拌反應6 h；

3）在步驟2）得到的溶液中加入0.270 g乙二醇反應30 min，以終止氧化反應；

4）將步驟3）得到的溶液置于MWCO 2000的透析袋中于室溫下透析3 d，期間每隔8 h換一次水；

5）將步驟4）得到的溶液-80 ℃真空冷凍干燥3 d得到醛基化硫酸軟骨素；

6）稱取1.000 g步驟5）得到的樣品，于37 ℃溶于雙蒸水中，配制成100 mg/mL的醛基化硫酸軟骨素溶液；

7）將羧甲基殼聚糖在37℃溶于雙蒸水中，配成10 mg/mL羧甲基殼聚糖溶液；

8）將步驟6）和7）中所得溶液等體積混合均勻，室溫下反應5-15 min得濕態水凝膠；